2.4.1 a celluláris kardiomioplasztika fokozása
a celluláris kardiomioplasztikát széles körben feltárták a szívjavítás és regeneráció potenciális terápiás stratégiájaként (Mohsin et al., 2011; Huu et al., 2012; Passier et al., 2008). A megközelítés magában foglalja a folyadékban, például sóoldatban vagy sejttenyésztő táptalajban szuszpendált sejtek átültetését infarktusos szövetbe vagy határzónába intramyocardialis injekciókkal. Sajnos a csontvelőből származó sejteket használó jelenlegi klinikai vizsgálatok vegyes eredményeket mutatnak az LV ejekciós frakciójának javításában a transzplantáció után, részben a gyenge sejtbeültetés és a szülés utáni túlélés miatt (Wollert, 2011). Kimutatták, hogy míg az átültetett sejtek röviddel a beültetés után életképesek, 1 hétig csak a sejtek ~ 1% – A marad meg TUNEL analízissel (Reinecke and Murry, 2002). A transzplantáció első napjaiban tapasztalt sejthalál nagy részét valószínűleg az ischaemia, a gyulladás és az anoikis kombinációja okozza, vagy a sejt–mátrix kölcsönhatások megszakadása által kiváltott apoptózis (Haider and Ashraf, 2008; Robey et al., 2008). Christman et al. (2004b) elsőként bizonyította, hogy a sejtek hidrogéllel történő injekciója javíthatja a sejtátültetés túlélését patkány MI modellben. Ez a vizsgálat újszülött patkány csontváz myoblastokat használt fibrin injekcióval, és kimutatta, hogy a hagyományos folyadékbevitelhez képest a fibrin több mint kétszeresére javította a myoblast túlélését. Myoblastok fibrinnel történő injekciója megnövelte a frakcionált rövidülést és az infarktus vastagságát (Christman et al., 2004a), de ez statisztikailag nem különbözött a fibrin önmagában történő injekciójától. Azóta a fibrin mint szállító jármű alkalmazása a celluláris kardiomioplasztika sikerének fokozására csontvelő sejtekkel bizonyították (Nakamuta et al., 2009), csontvelőből származó szív őssejtek (Guo et al., 2011), valamint a zsírszövetből származó őssejtek (Danoviz et al., 2010; Zhang et al., 2010).
egyéb természetes eredetű hidrogélek, amelyeket sejtterápiára használtak, közé tartozik a kitozán (Lu et al., 2009; L fő., 2010), Matrigel (Laflamme et al., 2007) és RGD-módosított alginát (Yu et al., 2010). Mint korábban említettük, az alginátból hiányoznak a sejtadhézió belső motívumai, ezért az átültetett sejtek anoikisének megakadályozása érdekében módosítani kell az alginátot a sejt–mátrix kölcsönhatások biztosítása érdekében. Yu et al. (2010) RGD-vel módosított alginátot használt az emberi mezenchimális őssejtek (hMSCs) kapszulázására. Az ebből az oldatból előállított és meztelen patkányokban ischaemia reperfúziós modellben injektált mikrokapszulákban a hmsc-k perzisztenciáját mutatták 7 nap és 2 hét, míg a táptalajjal injektált hmsc-k csak 1 napon voltak kimutathatók. Mind a mikrogyöngyök, mind a mikrogyöngyökkel rendelkező hmsc-k képesek voltak megakadályozni az elülső falvastagság és az LV méretek romlását a szisztolé és a diasztolé során, de a két csoport között nem volt különbség. A gyenge sejttúlélés különböző okainak (ischaemiás állapotok, anoikis és gyulladásos faktorok felszabadulása) kezelésére Laflamme et al. (2007) kifejlesztett egy többágú megközelítést, amelyet prosurvival koktélnak (PSC) neveztek, amely magában foglalta a Matrigelt az anoikis megelőzésére, a ciklosporin A-t az immunszuppresszióhoz, a kaszpáz inhibitort, az anti-mitokondriális-apoptotikus peptidet Bcl-XL, inzulinszerű növekedési faktort és egy olyan vegyületet, amely utánozza az ischaemiás kondicionálást. A PSC alkalmazása javította a humán embrionális őssejtből (hesc) származó cardiomyocyta transzplantáció túlélését és hétszeresére növelte a graft méretét az injekció beadása után 1-4 héttel. Izgalmasan ez a kombinatorikus megközelítés infarktusokat eredményezett jelentős re-muscularizációval (akár 10,7%; VIII színlemez). A HESC-ből származó cardiomyocyták injekciója PSC-vel szignifikánsan javította az LV vég szisztolés dimenzióját, a frakcionált rövidülést és a fal megvastagodását a csak PSC-hez képest, nem kontraktilis sejt PSC-vel és szérummentes média kontrollokkal.
szintetikus hidrogélek, PEG-alapú (Wang et al., 2009b; Kraehenbuehl et al., 2011), PNIPAAm-alapú hidrogélek (Li et al., 2010; Wall et al., 2010), peptid NFs (Dubois et al., 2008) és hidroxi-propil-metil-cellulóz (Mathieu et al., 2012) kis állati MI modellekben a sejtekkel együtt injektálták szívjavítás. A 2.2. pontban említettek szerint a PEG és a PNIPAAm nem rendelkezik inherens bioaktivitással, és nem bomlik le, azonban könnyen módosíthatók biomolekulákkal, hogy javítsák ezeket a jellemzőket. Kraehenbuehl et al. (2011) módosított PEG-vinil-szulfon hidrogélek MMP-hasítható peptidekkel és integrinkötő ligandumokkal, hogy sejtragasztót és lebomló hidrogélt állítsanak elő. Ezt a biomimetikus szintetikus hidrogélt használva hESCs-t és timosin-a-4-et, egy angiogén és Pro-survival faktort szállítottak 1 órával a teljes elzáródás után egy patkány MI modellben. Megjegyezték, hogy hetek alatt, amikor a hidrogél lebomlott, a géllel érintkező sejtek növekedtek. 6 hétre a hidrogél kimutathatatlan volt, de a hidrogéllel és a timozinnal szállított sejteknek lényegesen kisebb volt az infarktus mérete és a végdiasztolés térfogata, mint a PBS-vel injektált kontrolloknak. Ezenkívül a vég szisztolés térfogat és az ejekciós frakció szignifikánsan javult az összes többi kezelési csoporthoz képest. Hasonlóképpen, Wall et al. (2010) arra is törekedett, hogy módosítsa a termorezpensív szintetikus hidrogél PNIPAAm azzal a kiegészítéssel, MMP-lebontható peptid cross-linkers és RGD-tartalmú peptid szekvenciák. Az injekciókat egér csontvelőből származó MSC-kkel készítették egér teljes elzáródási modellbe közvetlenül az infarktus után. A 6.héten az MSC-k a szívek 38% – ában voltak kimutathatók, amikor a hidrogélt injektálták, de önmagukban nem voltak azonosíthatók. Érdekes módon a Matrigel használata a szívek 25%–át eredményezte kimutatható sejtekkel, ami azt jelzi, hogy a szintetikus hidrogélek biomimetikus módosításokkal támogathatják a sejt-mátrix kölcsönhatásokat, és ugyanolyan vagy jobb mértékben csökkenthetik az anoikis-t, mint a természetes eredetű hidrogélek. A tanulmány szerint Mathieu et al. (2012), érdekes megjegyezni, hogy a szilanizált hidoxiproipl-metil-cellulóz önmagában nem javította az echokardiográfiás méréseket 8 héten belül, valószínűleg a belső bioaktivitás hiánya miatt. Az MSC-k szilanizált hidoxiproipl-metil-cellulóz injekciója azonban jelentősen javította az LV vég szisztolés átmérőjét, a frakcionált rövidülést és az ejekciós frakciót.
egy mini pig mi modellben Lin et al. (2010) injektált csontvelő mononukleáris sejtek (MNC-k) önszerelő oligopeptidekkel közvetlenül az infarktus után. Az MNC-k peptid NFs-sel történő injekciója tízszeresére javította az MNC túlélését az önmagában injektált MNC-khez képest. Ezenkívül az NFs-sel történő injekció növelte az MNC differenciálódását az endothel és a simaizomsejtek felé, ami megnövekedett kapilláris sűrűséghez vezetett, mint az MNC injekció önmagában. A három kezelési csoport közül (MNC önmagában, NF önmagában és MNC NF-vel) az NF-hidrogéllel szállított sejtek voltak a legjobban képesek megakadályozni az LV dilatációját, megőrizni a szívműködést és javítani az infarktus alakját. Különösen az ejekciós frakció és a heg vastagsága szignifikánsan magasabb volt az MNC-ben az NF-csoportban, mint bármelyik önmagában adva. A szerzők feltételezték, hogy míg az MNC injekciója önmagában képes volt javítani a szisztolés funkciót, az MNC injekciója NF-vel szükséges volt mind a diasztolés, mind a szisztolés funkció javításához.